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Qu茅 son los nan贸metros

Explicaci贸n de qu茅 son los nan贸metros y para qu茅 sirve esta unidad de medida

Las CPU y las GPU, aunque se utilizan para funciones diferentes, tienen algunas cosas en com煤n. Uno de los aspectos que tienen en com煤n es que se basan en transistores microsc贸picos. Estos transistores se miden en nan贸metros. Te vamos a explicar qu茅 es este par谩metro y para qu茅 sirve.

Qu茅 son los nan贸metros

Es la unidad de medida de longitud que equivale a una mil millon茅sima parte de un metro.

Nan贸metros se empresa como nm

Los chips electr贸nicos se fabrican en lo que se denomina fundici贸n. Algunas de las m谩s importantes son TSMC, Intel, GlobalFoundries o Samsung, entre otros. Estas compa帽铆as miden sus diferentes procesos de fabricaci贸n en nan贸metros.

Dicha medida inicialmente era un est谩ndar para referirse a una medici贸n del tama帽o del transistor. Pero, debido al l铆mite f铆sico de la tecnolog铆a para fabricarlas, dicho sistema de medici贸n se perdi贸 y ahora las fundiciones lo expresan de una manera aproximada. Actualmente esta medici贸n es m谩s marketing que otra cosa.

Cada fundici贸n tiene sus propios procesos de fabricaci贸n, haciendo muy dif铆cil la comparaci贸n de las litograf铆as en nan贸metros.

Ahora los nan贸metros hacen referencia al nodo de fabricaci贸n del chip. Se busca reflejar la densidad de transistores que se pueden 芦imprimir禄 en un chip. Cuanto mayor es la densidad en un mismo espacio, m谩s potente ser谩n los chips fabricados. Sencillamente refleja la densidad.

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Para qu茅 sirven los nan贸metros

Aumento de la densidad de transistores

Determina la cantidad de puertos l贸gicos y circuitos que tienen cabida dentro de un silicio de un tama帽o concreto. El procesador Core i9-9900K de nodo de 14nm con una matriz de 174mm2 cuenta con cas铆 3.000 millones de transistores. Los procesadores Ryzen 3000 cuentan con unos 3.900 millones de transistores en una matriz de 74mm2 de nodo de 7nm.

Aumento de frecuencias

Cuanto mayor es la densidad de transistores, mayor cantidad de estados en un chip. As铆 se consigue una mayor cantidad de instrucciones por ciclo (IPC).

Mejorar la eficiencia energ茅tica

La reducci贸n del tama帽o del nodo, requiere menos paso de electrones. El transistor cambia de estado con un menor requisito energ茅tico, mejorando la eficiencia energ茅tica. Podemos, por lo tanto, hacer el mismo trabajo con menos energ铆a, ganando en rendimiento por vatio consumido.

Reducci贸n de tama帽o

Miniaturizar los nodos permite integrar m谩s transistores en cada vez menos espacio f铆sico. Se puede reducir la superficie del silicio con una mejora de transistores o con la misma cantidad de los mismos. Otro de los beneficios de la reducci贸n de los nan贸metros, es la reducci贸n de la generaci贸n de calor.


Principales fundiciones de chips

Este par谩metro actualmente se usa por las fundiciones para indicar la densidad de transistores en un chip. Se expresa este par谩metro como un n煤mero entero seguido por la abreviaci贸n de nan贸metros. Actualmente Intel ofrece procesadores de 14nm y TSMC fabrica los AMD Ryzen bajo la litograf铆a de 7nm.

Actualmente hay cuatro grandes fabricantes de chips que usan este parametro:

  • Intel: Es el mayor fabricante de chips del mundo y cuenta con fundiciones propias. La compa帽铆a dise帽a y fabrica sus propios procesadores bajo sus propios nodos. Actualmente ofrece procesadores en 14nm y 10nm, adem谩s de estar desarrollando ya las litograf铆as de 7nm y 5nm. No fabrica chips para terceros, solo para ellos mismo.
  • TSMC: La fundici贸n taiwanesa es la que m谩s ha crecido en la actualidad. Actualmente esta fundici贸n ofrece chips bajo el nodo de 7nm y para 2021 empezar谩 a producir chips en 5nm. Entre sus clientes est谩n AMD, Apple, Qualcomm, NVIDIA e incluso Intel. Curiosamente, esta fundici贸n taiwanesa no fabrica procesadores propios, solo para terceros.
  • Samsung: La compa帽铆a surcoreana tambi茅n cuenta con una fundici贸n propia para sus chips y memorias. Actualmente su nodo m谩s avanzado es el de 8nm, que es una versi贸n optimizada del nodo de 10nm. Samsung fabrica soluciones propias y para terceros, como las GPU de las nuevas NVIDIA Ampere.
  • GlobalFoundries: La fundici贸n estadounidense con plantas en varios pa铆ses, se ha quedado atr谩s. Actualmente solo fabrica chips en los nodos de 14nm y 12nm, dejando la carrera de las litograf铆as.
  • SMIC: La fundici贸n china apoyada por el gobierno trabaja a toda velocidad para competir con el resto de fundiciones. Actualmente est谩n en el nodo de 22nm y tienen pr谩cticamente listo el nodo de 14nm. Esta fundici贸n est谩 envuelta en ciertas pol茅micas, ya que ha sido demandada en varias ocasiones por supuesta infracci贸n de patentes.

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Roberto Sol茅

Director de Contenidos y Redacci贸n de esta misma web, t茅cnico en sistemas de generaci贸n de energ铆a renovables y t茅cnico electricista de baja tensi贸n. Trabajo delante de un PC, en mi tiempo libre estoy delante de un PC y cuando salgo de casa estoy pegado a la pantalla de mi smartphone. Cada ma帽ana cuando me levanto cruzo el Stargate para hacerme un caf茅 y empezar a ver v铆deos de YouTube. Una vez vi un drag贸n... 驴o era un Dragonite?

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